Das Korea Institute of Fusion Energy hat im KSTAR-Tokamak einen neuen Umlenker installiert, der es der künstlichen Sonne ermöglicht, hohe Ionentemperaturen von über 100 Millionen Grad Celsius länger aufrechtzuerhalten.
KSTAR – künstliche Sonne genannt, weil sie Kernfusion durchführt, die gleiche Reaktion, die unseren Stern antreibt – wurde 2007 fertiggestellt und erreichte 2008 ihr erstes Plasma. Sie ist etwa ein Drittel so groß ITER, der riesige Versuchsreaktor wird in Frankreich gebaut. Bei beiden Reaktoren handelt es sich um Tokamaks: Donutförmige Geräte, die Kernfusionen mit Plasmen oder elektrisch geladenen Gasen durchführen, die auf extrem hohe Temperaturen und Drücke gebracht werden.
KSTAR verwendet einen Umleiter, der am Boden des Tokamaks sitzt und Abgase und Verunreinigungen aus dem Reaktor regelt. Der Umleiter ist eine dem Plasma zugewandte Komponente, das heißt, er sitzt im Tokamak und trägt die volle Hauptlast der inneren Oberflächenwärme. Derzeit ist KSTAR in der Lage, etwa 30 Sekunden lang Plasmaoperationen durchzuführen; Wissenschaftler hoffen, dass der neue Diverter bis Ende 2026 einen Plasmabetrieb für 300-Sekunden-Zeiträume ermöglichen wird.
KSTAR verfügte ursprünglich über einen Kohlenstoff-Umlenker, doch 2018 begannen Wissenschaftler mit der Arbeit an einem Wolfram-Umlenker für den Tokamak. Laut einer aktuellen Studie hat Wolfram einen höheren Schmelzpunkt als Kohlenstoff und verbessert die Wärmeflussgrenze des Reaktors um das Zweifache freigeben vom koreanischen Nationalen Forschungsrat für Wissenschaft und Technologie. Ein Prototyp des neuen Umstellers wurde 2021 fertiggestellt und die Installation wurde letztes Jahr abgeschlossen.
„Bei KSTAR haben wir einen Umlenker mit Wolframmaterial implementiert, eine Entscheidung, die auch bei ITER getroffen wurde“, sagte KFE-Präsident Suk Jae Yoo in der Pressemitteilung. „Wir werden uns bemühen, unser Bestes zu geben, um durch KSTAR-Experimente die notwendigen Daten für ITER zu erhalten.“
Die Forschung zur Kernfusion hat zwar langsame, aber erhebliche Fortschritte gemacht; Im Jahr 2022 gelang es Wissenschaftlern des Lawrence Livermore National Laboratory Nettoenergiegewinn bei einer Fusionsreaktion zum ersten Mal. Wir sind immer noch sehr (lesen: sehr) weit entfernt vom gepriesenen Ziel einer zuverlässigen, CO2-freien Energiequelle, und die Errungenschaft war mit Vorbehalten verbunden, zeigte aber dennoch, dass das Feld voranschreitet.
Das erste Plasma von ITER wird für 2025 erwartet, und die erste Fusion ist für 2035 geplant. Doch die Zeitpläne für den Reaktor haben sich verschoben, während seine Kosten explodierten, von etwa 5 Milliarden Euro im Jahr 2006 auf über 20 Milliarden Euro. laut Scientific Americanalso müssen wir vielleicht noch länger warten.
Dennoch sind dies aufregende Zeiten für Tokamak-Reaktoren. Im vergangenen Monat, der sechsstöckige JT-60SA-Reaktor in Japan wurde eingeweiht; Mit dem Projekt verbundene Forscher schätzen, dass es zwei Jahre dauern wird, bis der Reaktor die für Experimente benötigten Plasmen entwickelt. Weltweit sind mehr als 50 Tokamaks im Einsatz. nach Angaben der Internationalen Atomenergiebehörde.
Nach Angaben des National Research Council of Science and Technology werden die Plasmaexperimente mit dem neuen Wolfram-Umleiter von KSTAR bis Februar fortgesetzt, da die Tokamak-Wissenschaftler sicherstellen, dass die Umgebung für Experimente stabil ist und das 100 Millionen Grad heiße Plasma darin reproduziert werden kann.
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